Universität Duisburg-Essen entwickelt neue Antriebskonzepte: Schifffahrt trotz Niedrigwasser

Kaum ein Durchkommen gab es vergangenen Sommer für die Binnenschiffe auf Rhein, Elbe und Co. Trockenheit und Hitze sorgten erneut für niedrige Pegelstände. Auf solche Sommer muss sich die Binnenschifffahrt aufgrund des Klimawandels einstellen. Ingenieure der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben neue Propeller, sogenannte Vortriebsorgane, entwickelt, damit bestehende Flotten auch auf Niedrigwasser eingesetzt werden können.

„Mit wenig Wasser unter dem Kiel mussten die Schiffe auf den Flüssen ihre Ladung diesen Sommer stark reduzieren, um nicht auf Grund zu laufen“, sagt Benjamin Kossmann, Doktorand am Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme der UDE. „Das kann im schlimmsten Fall zu Versorgungsengpässen führen.“ Deshalb nun Rhein, Main oder Elbe zu vertiefen, wäre sehr aufwändig und teuer. Das muss anders gehen, dachte sich der Schiffstechniker. Gemeinsam mit Kollege Björn Wierczoch entwickelte er eine technische Lösung zur Nachrüstung der Schiffe. Denn gerade Binnenschiffe sind oft jahrelang in Gebrauch – durchschnittlich 60 Jahre.

Im Fokus der Wissenschaftler: der Schiffspropeller. „Der ist bei vielen Binnenschiffen sehr groß und erfordert einen Mindesttiefgang, der auf Niedrigwasser oft nicht fahrbar ist“, erklärt Kossmann. Damit die Schiffe auch zukünftig genügend Ladung transportieren können, wollen die Ingenieure kleinere Propeller und eine spezielle Düse einbauen. „Die Düse verhindert das Ansaugen von Luft bei geringer Tauchung des Propellers“ erklärt Kossmann. „So wird der Bereich zwischen Leertiefgang und Mindesttiefgang nutzbar gemacht und die umgerüsteten Schiffe können trotz Niedrigwasser Güter transportieren, wenn auch weniger als unter normalen Umständen Für die entwickelte Düse haben die beiden Nachwuchswissenschaftler jetzt ein Patent angemeldet.

„Außerdem haben wir uns die Niedrigwassersituation an der Elbe genau angeschaut und gemeinsam mit den Häfen und der Industrie analysiert, wie zukünftige Schiffe der Niedrigwasserproblematik angepasst werden können“, so Kossmann weiter. Das Ergebnis: ein sehr leichter Schubverband, also ein Verband aus Schiffen, bei denen das motorisierte Schiff die Lastenkähne vor sich herschiebt. Dieser kann selbst bei einem minimalen Tiefgang von unter einem Meter noch fahren.

Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert und läuft von Dezember 2020 bis November 2023. Die UDE erhält 600.000 Euro. Als Projektpartner beteiligt sind das DST-Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme und die Firma J.M. Voith.

 
Universität Duisburg-Essen (UDE)
Die Universität Duisburg-Essen wurde am 1. Januar 2003 durch die Fusion der Gerhard-Mercator-Universität Duisburg und der Universität-Gesamthochschule Essen (beide 1972) gegründet. Sie gehört mit rund 40.000 Studenten aus 130 Nationen zu den – nach Studentenzahlen – zehn größten deutschen Universitäten. Sie verfügt über ein breites, international ausgerichtetes Fächerspektrum. Sie ist ein Zentrum der nanowissenschaftlichen und biomedizinischen Forschung sowie der Lehrerausbildung in NRW und bietet mehr als 240 Bachelor- und Masterstudiengänge an. Nach dem Times Higher Education (THE) Ranking belegt die Universität Duisburg-Essen unter den Hochschulen 2020 den 194. Platz weltweit.
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Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme / Universität Duisburg-Essen (UDE)
Foto: Petra Grünendahl

 

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